Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 47
Текст из файла (страница 47)
8. 1, уд зчлетворяют огрзннчсншо по/, пжкотьку У ~ У" Согласно определенному выше значению (Уй)" = 30 дол'кно быть Уй зч 30, Эгону условию удовлетворяют все решения, кроме последнего, где Уй = аО. у=хны образом, можно выбрать либо й = 1,5, У = 20, Уй = 30, !/7 = 4,7, либо о — 2, У = 15, Уй = 30, 1/Х = 4,7. В обоих случаях быстродействие при*зерно дннакоао (/з =з 1,3); совпадают также размеры цилиндров (!/7 = 4,7) и з+фсктнв„„зе площад.'з выходной линни (Уй = 30); различие только в /', так так в пе;гоп варианте У = 20, а во втором У = !5.
Вы:рав окончательно второй вариант, определим параметры привода по йормулаи !8. !), (8.2), (8,10), (7.5), (7.7): /' = У,'аг = !5/0,267 10 = 56 1О а м ', / =/'/р = 224 1О м ', юК=О,О!7 и; /з = Уй/'а = 30/0,267 !Оз = 1!О !О а мв; а, = 0,020 м; г" = (!/7)/а = 4,7/5 1О' = 0,94 1О ' м'! У = 0,12 м. Поскольку а выбранном варианте /з = 1,25, то из выражений (8.5) н (8.6) получаем 6 = 1/уз = 0,8; а, = 0,7 и осв = 1,15 м/с. Сравнивая эти данные с результатами расчета предыдущего примера, приходим к выводу, что увеличение быстродействия (скорость е,п возросла от ! до 1,15 м/с) достигнуто главньш образом за счет увслвчсния диаметра цилиндра, т. е.
уменьшения его относительной нагрузки: если ранее У было равно 0,08 —:О,! м, то здесь имеем У = 0,12 и. В заключение сделаем несколько замечаний о выборе параметров привода по заданному времени цикла для случая, когда закон движения поршня произвольный. Трудность решения этой задачи состоит в том, что соотношения между составляющими цикла здесь нельзя представить в такой же простой графической форме, как это сделано при рассмотрении установившегося режима движения в гл. 7. При отклонении от установившейся скорости соотношение, например, между 1, и /, также оказывается зависимым от инерционности привода, характеризуемой параметром /,. Практически невозможно построить кривь.е 1!//, с учетом их связи с /„так как с увеличением числа таких кривых опп становятся трудно обозрнмыа|и.
Поэтому предлагается прибли>кенное, но более простое решение поставленной задачи. Оно состоит в том, что при выборе параметров для перехода от /, к 1, по-прежнему пользуемся приведенной ранее зависимостью /!'/з от 1/Х(см. рис. 7.5). Однако ввиду увеличения периода движения поршня с ростом инерционности привода (при сохранении времени /! на прежнем уровне) действительное значение отношения /,//, несколько меньше, чем это следует из графика (см. рис. 7.5), построенного применительно к безынерционному приводу. Следовательно, получается определенный запас, но по окончазшк расчета значение соотношения /,//, можно уточнить н ввести соответствующие поправки, например. уменьшить проходные сечения каналов на входе или выходе, если действительная продолжительность цикла значительно меньше зазданной.
Для уточнения значения !,/1, можно воспользоваться графиками Лг — т и т,— у, представленными в разделе 1 (см. р!!с. "2, 2,3 и 2.4), вычислив предварительно й/ = (/Х )/Х. (с /1э Как указывалось выше, составляющая 1„, (период времена в течение которого давления в полостях после остановки поршц„' изменяются в заданных пределах) характерна для зажимных н дру. гих устройств, предназначенных для создания статических рабочих усилий — зажима, прижима, фиксации и т. и.
Как правило, таки~ устройства являются короткоходовыми и время 1, занимает лишь незначительную часть общего цикла, т. е. им можно пренебречь. Тогда время срабатывания зажимного устройства оценивают по дли. тельности процесса наполнения и опоражнивания полостей в предположении, что поршень перешел в другое крайнее положение скачком. В результате расчет сводится к тому, чтобы выбрать, во-первых, размеры цилиндра из условия получения заданного рабочего усилия и, во-вторых, проходные сечения каналов из условия обеспечения заданного темпа нарастания этого усилия. Если пневмопривод должен работать не при какой-то одной фиксированной скорости поршня, а допускать возможность ее изменения то возникает задача выбора параметров привода по заданному диапазону изменения скорости поршня.
При этом следует учитывать также требования, предъявляемые к характеру движения поршня, например, обеспечить установившееся движение во всем диапазоне. Задачи подобного типа имеют свою специфику и их хотя в принципе и возможно, но неудобно решать изложенными выше способами. Поэтому они выделены в особый раздел, где рассматривается выбор параметров привода одновременно с выбором способа изменения скорости поршня в заданном диапазоне. ПРИВОД С ИЗМЕНЯЕМОЙ СРЕДНЕЙ СКОРОСТЬЮ ПОРШНЯ Под регулированием скорости пневмопривода (этот термин давно используют в специальной литературе) обычно понимают настройку его на заданную скорость в зависимости от характера выполняемой приводом технологической операции.
Настройну производят в нерабочем состоянии привода, и после настройки он работает с одинаковой средней скоростью. Когда технологический процесс изменяется и в связи с этим возникает нобходимость получить другую (ббльшую или меньшую) скорость поршня, привод перенастранвают в соответствии с новыми требованиями.
Следовательно, правильнее здесь говорить не о регулировании, как принято, а о настройке привода на заданную среднюю скорость. В качестве устройств регулирования (настройки) скорости пневмопривода обычно используют переменные дроссели, которые устанавливают на подводящей, выхлопной линии или на обеих линиях одновременно.
Если параметры привода выбраны правильно, то при полностью открытом дросселе (или дросселях) его поршень должен двигаться со скоростью, близкой к верхнему из заданных для нее пределов изменения (настройки). Непрерывное уменьшение скорости от верхнего предела до нижнего достигается постепенным закрытием одного или двух дросселей одновременно. Здесь всюду имеется в виду средняя скорость поршня, поскольку режим его двн- 216 жения может быть далеким от установившегося, что, как правило, нс читывается (см. например, работы [45, 66, 721). Таким образом, задача выбора параметров пневмопривода с ре гулированием скорости отличается от рассмотренных ранее: здесь ~вдается не одно расчетное значение скорости, а диапазон его изменения (настройки); причем проектировщик должен выбрать также и способ изменения скорости.
Поставленная задача усложняется, если к приводу одновременно предъявляются дополнительные требования, вытекающие из характера выполняемого им технологического процесса, например, получить определенный закон движения поршня во всем диапазоне регулирования скорости или в его части. Часто требуется обеспечить минимальную чувствительность привода к изменению условий его работы (сил сопротивления, давления в магистрали и др.), одинаковое время цикла при любой настройке и т. п. Главными недостатками работ, посвященных выбору параметров пневмопривода с регулированием скорости, являются, во-первых, отсутствие обобщенных данных, которые могли бы быть положены в основу метода расчета; во-вторых, тот факт, что к числу искомых параметров обычно относят только проходные сечения линий (лросселей), в то время как диаметр цилиндра предполагается заданным; в-третьих, неконкретные, подчас противоречивые и не подтвержденные количественными оценками рекомендации по выбору способа регулирования скорости.
И, наконец, во всех работах не учитывается взаимосвязь изменения скорости н режима движения поршня [45, 66, 72!. Излагаемая ниже методика расчета построена с учетом отмеченных недостатков. Как указывалось выше, настройку привода на заданную скорость в рабочем диапазоне ее изменения производят уменьшением или увеличением проходных сечений линий на входе или выходе, для чего используют переменные дроссели. Следовательно, в процессе настройки безразмерный параметр Я также изменяется, в то время как параметр нагрузки Х остается постоянным. В ряде работ (см., например [661) упоминается еше один способ регулирования скорости поршня пневмопрнвода — изменение давления питания путем настройки регулятора давления, установленного на подводящей линии.
Он, во-первых, прост, особенно если учесть, что часто регулятор давления все равно устанавливается на линии по другим причинам; во-вторых, улучшает зкономические показатели пневмопривода, так как с уменьшением давления питания уменьшается потребность в сжатом воздухе. Однако такой способ регулирования скорости поршня имеет и недостатки, которые вытекают из его существа: уменьшение давления питания равносильно увеличению степени нагрузки на привод, характеризуемой параметром 7, а следовательно, уменьшению противодавления в полости выхлопа, что, как указывалось ранее, делает привод более чувствительным к колебаниям силы сопротивления.
Диапазон изменения параметра И довольно широк: величина й стремится к нулю, когда дросселируется выход, и к бесконечности при дросселировании входа, Более точные пределы изменения Я 2!7 7,5 05 д б 4 5 2 1 07 05 ~у 40 57 20 10 0 б 5 5 22 лз сам 50107 02 05 0507 10 2 5 4 йй д 10 20 5040 60 ос 20 10 0 б 5 4 5 2 д 05 050,»,0 .2 5 45 7 10 20 504000 а 07' Рис. 8.5. Номограммы для выбора парамет а — х о5: б — х 0.7: а х а5м ура г) тд д б 5 ф 5 ~ЯЯ 00 0Х 0.5 0! е~ ров пневмопрквода с регулируемой скоростью: х о,од — х о,в;а х — с,в можно установить, воспользовавшись известным из практики огра. ничением скорости пневмопривода о,„: если действительная око.
рость привода ниже о,„, то движение поршня становится неустой. чивым, оно сопровождается чередующимися рывками и остановками. Хотя величина п,„зависит от многих факторов (формы, качества обработки и смазки трущихся поверхностей привода и ведомого механизма, сил сопротивления, массы подвижных частей, материала уплотнений поршня н штока и др.), как показывает опыт, в большинстве случаев можно принять и „= 0,05 —:0,1 м/с.
Кроме того, предел изменения 11 ограничен техническими возможностями реализации и эксплуатации в производственных условиях каналов малого проходного сечения. Учитывая оба ограничения, т. е. при определении Р рассматривая движение одностороннего привода, а при определении Й ,„ — двустороннего привода, у которого в полости наполнения поддерживается постоянное давление, равное давлению в магистрали, а также принимая во внимание, что /' и Д не могут быть меньше /',„ и (/;) ы соответственно, можно прийти к следуюшему выводу: при о,„= 0,1 м/с и /'м — — 0,8 10 ' м' диапазон изменения 11 составляет 0,04 — 50. Все это делает неудобным для использования зависимости и графики, полученные ранее при 11 = сопэ1 и у = чаг, так как в процессе настройки скорости изменяется Й, а )( остается постоянным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
